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[국내논문] 산지구분 조정을 위한 산지특성평가 지표 개선에 관한 연구
A Study on the Improvement of Evaluation Indicators for Adjusting Forestland Classification 원문보기

한국지리정보학회지 = Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies, v.19 no.1, 2016년, pp.12 - 29  

곽두안 (한국산지보전협회 산지연구센터) ,  유근원 (한국산지보전협회 산지연구센터) ,  권순덕 (국립산림과학원 산림복지연구과) ,  김원경 (국립산림과학원 산림복지연구과)

초록
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본 연구에서는 합리적인 개발과 생태계의 보전을 위한 산지구분 조정을 위해 운영되고 있는 산지특성평가제도를 위한 평가 지표의 개선방안을 제시하였다. 현행 산지특성평가에서는 지표간의 중복성이 검토되지 않아 자료수집에 대한 효율성이 떨어지고, 지자체의 산림유형 및 개발여건을 고려하지 않고 산지의 등급을 산정하기 위한 각 지표의 중요도를 동등하게 적용함으로써 보전산지의 지정 해제에 대한 지역간의 편차를 유발하고 있다. 따라서 본 연구에서는 39개 시군을 대상으로 지표간 상관분석을 통해 영급과 상관성이 높은 경급을 제거하여 지표의 통계적 중복성을 제거하였고, 지역별 산림환경특성을 반영할 수 있도록 산지의 등급은 표준정규분포를 이용하여 산지유역유형별 특성에 따라 보전성향 및 해제성향의 비율이 할당될 수 있도록 하였다. 경급을 제외하고 9개의 지표를 이용하여 산지특성평가를 실시한 결과를 경급을 포함한 10개의 지표를 이용하여 산지특성평가를 실시한 결과와 비교했을 때, 전체적으로 등급별 필지수의 변화는 A등급을 제외하고 다른 등급에서 발생하였으나 변화 필지수 및 면적은 크지 않은 것으로 분석되었다. 또한 산지유역 유형별 산지특성평가 점수를 분석한 결과 도시형 및 도시주변형은 산야형, 주요산줄기인접형 및 해안도서형보다 점수가 낮게 평가되어 상대적으로 해제성향이 높게 나타났다. 이를 바탕으로 표준정규분포 방법을 적용함으로써 A, B 등급으로 판정되는 경향이 증가하고 C, E 등급이 감소함으로써 보전성향으로 평가될 수 있는 잠재력이 증가하는 것으로 분석되었다. 따라서 본 연구에서는 각 산지유역유형별 평균값과 표준편차를 이용하여 표준정규화를 수행함으로써 지역간 보전 해제성향 필지수의 불균형을 해소할 수 있는 방안을 제시하였다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The purpose of this study was to improve forestland characteristic evaluation system's indicators for rational development and ecosystem conservation. There has been no consideration for statistical duplication between variables, and it caused inefficient data collection. Furthermore, the same evalu...

Keyword

AI 본문요약
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문제 정의

  • 따라서 본 연구에서는 장기적인 관점에서의 산지특성평가 체계의 구조적인 문제점에 대한 개선방안 보다는, 현재 운용되고 있는 지표의 통계적 유의성과 지역특성을 반영할 수 있는 방안에 대해 제시함으로써 일선에서 보다 합리적이고 효율적인 산지특성평가가 이루어질 수 있도록 하고자 한다.
  • 본 연구에서는 연속지적도 상의 지목상 임야에 대한 산지특성평가를 실시하기 위해 우리나라 시도 및 광역시의 39개의 시군을 선정하여 해당 시군의 임야 필지에 대하여 현재의 산지 특성평가 기준을 적용한 평가를 실시하였다(그림 1). 또한 지역특성을 반영한 산지특성평가 방법을 제안하기 위해 제1차 산지관리기본계획(Korea Forest Service, 2013)에서 제시한 5개의 산지유역유형(도시형산지, 도시주변형산지, 산악형산지, 주요산줄기인접형산지, 해안도서형산지1))을 고루 포함할 수 있도록 38개 시군을 선정하였다.
  • 특히 영급, 경급, 토심 등 전통적으로 서로 상관관계가 높은 변수들을 혼용하여 사용함으로써 불필요한 자료의 수집 및 분석을 위한 시간을 소비함으로써 효율성의 문제가 제기될 수 있다. 그러므로 지표의 통계적 유의성 및 중복성을 다중공선성 분석을 통하여 해결하고자 하였다.
  • 그러므로 본 연구에서는 지역 산림환경 및 지형 특성을 반영할 수 있도록 산지유역유형별 평가 방안을 제시하였다. 산지유역유형별 등급평가 체계는 산지특성평가 점수의 표준정규분포를 이용하여 시군의 산지유역유형 특성에 맞도록 보전성향 및 해제성향의 비율이 할당될 수 있도록 하였다.
  • 수치임상도가 10년마다 갱신됨에 따라 영급 속성은 지속적으로 갱신이 되지만, 경급의 경우 흉고직경30cm 이상은 일괄적으로 대경목으로 포함시키기 때문에 정보의 불확실성이 커지며 임업적 가치 및 생태적 가치를 판단하기 어렵다. 그러므로 본 연구에서는 영급과 경급의 다중공선성과 정보의 정확성을 판단하여 보다 합리적이고 효율적인 산지특성평가를 위해 경급 지표를 제외하고 영급 지표를 채택하였다.
  • 각 지표별 절대값의 총합에 의한 점수로 평가되어 지역간의 불균형적인 산지구분 및 전용비율을 야기하는 문제점을 해결하고 지역 특성을 반영한 새로운 산지특성평가 체계를 제안하기 위해 본 연구에서는 각 산지유역유형별 점수의 표준정규분포를 이용하는 방안을 제시하였다. 이를 위해 먼저 각 산지유역유형별 점수가 정규분포를 따르는지를 확인하였는데, 대상 시군의 필지는 28,934~819,379개로 일반적으로 정규분포를 따를 수 있는 표본 집단의 개수로 충분하기 때문에 정규분포를 따른다는 가정하에 실제로 정규분포를 따르는지를 확인하기 위해 산포도를 이용하여 실제로 정규분포 곡선의 형태를 띠는 것을 확인할 수 있다(그림 2).
  • 본 연구에서는 보전·준보전산지의 구분 조정을 위해 현재 운용되고 있는 산지특성평가 제도에서 사용되는 지표의 중복성 문제점과 지역 특성 및 환경을 고려하지 못한 산지특성평가 제도의 문제점에 대해 분석을 하고 이에 따른 개선안을 제시하였다.
  • 또한 산지유역 유형별 표준정규분포를 이용하여 지역의 산림환경 특성별로 보전·해제성향의 필지수 및 면적 비율을 결정하여 지역별 보전·해제성향의 불평등한 비율을 개선하고자 하였다.

가설 설정

  • 표준정규분포를 이용하여 각 산지유역유형별 등급 범위를 결정하기 위해서는 첫 번째 단계로 각 유형별 필지별 점수의 분포가 정규분포를 이루는지 확인을 해야 한다. 기존의 연구에서는 자료의 개수가 약 5,000개 이상이면 대부분 정규분포를 보이는 것으로 판단하고(Kwak et al., 2010), 본 연구에 사용되는 산지유역유형별 산지특성평가 결과 자료는 28,934~819,379개의 필지를 대상으로 하였기 때문에 산지유역유형별 시군의 평가 점수는 정규분포를 따를 것이라는 가정하였으며, 또한 모든 자료의 산포도를 살펴보면 실제로 정규분포곡선의 형태를 나타내는 것을 확인할 수 있다(그림 2).
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
다중회귀모형에서 다중공선성 현상은 무엇인가? 여기에서 y는 산지특성평가 총점, x1,x2,・・・,x10는 산지특성평가 지표, a,b,・・・,j는 각 인자별 회귀계수(현행 산지특성평가에서는 모두 1), ε는 잔차(현행 산지특성평가에서는 0값 부여)를 의미한다. 이러한 다중회귀모형에서는 설명변수가 서로 밀접하게 상관되어 있을 때 이들의 표준오차가 너무 커져서 해당 회귀계수가 불안정하게 되기 때문에 이들의 개별 효과를 파악하기 힘들며, 다변수 모형에 이러한 변수를 포함시켰을 때는 이들의 통계적 유의성이 사라져서로 상관성 있는 변수 모두 종속변수와 관련이 없는 것으로 나타날 수 있다(Wichers, 1975; Moon and Jeong, 2008). 이러한 현상을 다중공선성(Multicollinearity)라고 하며, 다중공선성이 존재하는지 여부를 파악하기 위해서는 설명변수들 끼리 짝을 이뤄 상관계수를 검토해 보거나, 다변수 모형의 회귀 계수들에 대한 표준오차를 확인하여 분석할 수 있으며, 또한 분산팽창계수(Variation Index Factor;VIF)를 이용하여 지표간의 다중공선성을 분석할 수 있다(Kumar, 1975).
현재 운용되고 있는 산지특성평가 체계의 문제점은? 현재 운용되고 있는 산지특성평가 체계는 각 지역의 산림현황 및 환경을 고려하지 못하고 각 지표들의 절대값의 합산으로 해당 필지를 평가하기 때문에 지역별 물리적 환경의 차이를 반영하지 못한다. 우리나라는 동고서저의 경동지역으로 대부분의 산지는 강원도 및 백두대간을 주변으로 분포하고 있고 대도시가 위치하는 특별시와 광역시 주변에는 상대적으로 산지의 분포량이 적고 표고와 경사도가 낮다(Han et al.
다중공선성의 존재 여부를 파악하는 방법에는, 어떤 것들이 있는가? 이러한 다중회귀모형에서는 설명변수가 서로 밀접하게 상관되어 있을 때 이들의 표준오차가 너무 커져서 해당 회귀계수가 불안정하게 되기 때문에 이들의 개별 효과를 파악하기 힘들며, 다변수 모형에 이러한 변수를 포함시켰을 때는 이들의 통계적 유의성이 사라져서로 상관성 있는 변수 모두 종속변수와 관련이 없는 것으로 나타날 수 있다(Wichers, 1975; Moon and Jeong, 2008). 이러한 현상을 다중공선성(Multicollinearity)라고 하며, 다중공선성이 존재하는지 여부를 파악하기 위해서는 설명변수들 끼리 짝을 이뤄 상관계수를 검토해 보거나, 다변수 모형의 회귀 계수들에 대한 표준오차를 확인하여 분석할 수 있으며, 또한 분산팽창계수(Variation Index Factor;VIF)를 이용하여 지표간의 다중공선성을 분석할 수 있다(Kumar, 1975).
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참고문헌 (16)

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  2. Fleming, L.E. 1988. Growth estimates of street trees in central New Jersey. M.S Thesis, Rutgers Univ., New Brunswick, N.J., USA. 143pp. 

  3. Han, S.J., W.K. Lee and D.A. Kwak. 2006. GIS application for evaluating forest recreation functions. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 9(1):13-19 (한수진, 이우균, 곽두안. 2006. GIS를 이용한 산림 휴양기능평가. 한국지리정보학회지 9(1):13-19). 

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  5. Jin, J.S., M.O. Chae, H.G. Sohn, H.S. Song, H.J. Hwang, J.I. Jin, J.Y. Choi, J.Y. Cho, J.S. Lee and Y.S. Kwon. 2008. Study on rational improvement of forest land system. Korea Forest Service Research Report. p.154 (진정수, 채미옥, 손학기, 송하승, 황희정, 진장익, 최준영, 조진영, 이정수, 권용석. 2008. 합리적인 산지관리제도 개선방안. 산림청 보고서. 154쪽). 

  6. Korea Forest Service. 2008. Guideline for feasibility survey on mountainous district classification and mountainous district adjustment (산림청. 2008. 산지구 분타당성조사 및 산지구분조정 지침). 

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  13. Park, Y.K., S.D. Kwon, C.C. Song, D.S. Kwon, J.H. Lee, and H.H. Kim. 2006. A study on the GIS-based method of building digital forest land-use map. Journal of the Korean Association of Geographic Information Studies 9(3):46-57 (박영규, 권순덕, 송정철, 권대순, 이종학, 김형호. 2006. GIS 기반 산지이용구분도 작성방법에 관한 연구. 한국지리정보학회지 9(3):46-57). 

  14. Sumida, A., T. Miyaura and H. Horii. 2013. Relationship of tree height and diameter at breast height revisited: analyses of stem growth using 20-year data of an even-aged Chamaecyparis obtusa stand. Tree Physiology 33(1): 106-18. 

  15. Wichers, C.R. 1975. The detection of multicollinearity: a comment. Review of Economics and Statistics 57(3):366-368. 

  16. Yukio, I. and K. Ito. 1989. DBH, height, and crown radius growth of some component species of Nopporo national forest, central Hokkaido, Japan. Environmental Science 12(2):117-138. 

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